Bề mặt của hành tinh Neptune. Khí quyển và nhiệt độ của hành tinh Sao Hải Vương

Thông tin chung về sao Hải Vương

© Vladimir Kalanov,
trang web"Kiến thức là sức mạnh."

Sau khi phát hiện ra Sao Thiên Vương vào năm 1781, các nhà thiên văn học trong một thời gian dài không thể giải thích được nguyên nhân dẫn đến sự sai lệch trong chuyển động của hành tinh này trên quỹ đạo của nó so với những thông số được xác định bởi các định luật chuyển động hành tinh do Johannes Kepler phát hiện. Người ta cho rằng có thể có một hành tinh lớn khác ngoài quỹ đạo của Sao Thiên Vương. Nhưng tính đúng đắn của giả định này phải được chứng minh, do đó cần phải thực hiện các phép tính phức tạp.

Sao Hải Vương từ khoảng cách 4,4 triệu km.

Sao Hải Vương. Ảnh có màu sai.

Khám phá sao Hải Vương

Khám phá sao Hải Vương “ở đầu bút”

Từ xa xưa, con người đã biết đến sự tồn tại của 5 hành tinh có thể nhìn thấy bằng mắt thường: Sao Thủy, Sao Kim, Sao Hỏa, Sao Mộc và Sao Thổ.

Và vì vậy, nhà toán học tài năng người Anh John Couch Adams (1819-1892), người vừa tốt nghiệp trường St. John's College ở Cambridge, vào năm 1844-1845 đã tính toán khối lượng gần đúng của hành tinh siêu uranium, các yếu tố của quỹ đạo hình elip và kinh độ nhật tâm của nó. Adams sau đó trở thành giáo sư thiên văn học và hình học tại Đại học Cambridge.

Adams tính toán dựa trên giả định rằng hành tinh mong muốn phải nằm cách Mặt trời 38,4 đơn vị thiên văn. Khoảng cách này được Adams đề xuất bởi cái gọi là quy tắc Titius-Bode, quy tắc này thiết lập một quy trình tính toán gần đúng khoảng cách của các hành tinh tới Mặt trời. Trong tương lai chúng tôi sẽ cố gắng nói về quy tắc này chi tiết hơn.

Adams đã trình bày những tính toán của mình với người đứng đầu Đài quan sát Greenwich, nhưng chúng không được chú ý đến.

Vài tháng sau, độc lập với Adams, nhà thiên văn học người Pháp Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811-1877) đã thực hiện các phép tính và trình bày chúng cho Đài thiên văn Greenwich. Tại đây, họ nhớ ngay đến những tính toán của Adams, và từ năm 1846, một chương trình quan sát đã được triển khai tại Đài thiên văn Cambridge nhưng không mang lại kết quả.

Vào mùa hè năm 1846, Le Verrier đã thực hiện một báo cáo chi tiết hơn tại Đài thiên văn Paris và giới thiệu với các đồng nghiệp những tính toán của mình, chúng giống nhau và thậm chí còn chính xác hơn cả của Adams. Nhưng các nhà thiên văn học người Pháp, vốn đánh giá cao tài năng toán học của Le Verrier, lại không tỏ ra quan tâm nhiều đến vấn đề tìm kiếm một hành tinh siêu uranium. Điều này không thể không làm Master Le Verrier thất vọng, và vào ngày 18 tháng 9 năm 1846, ông đã gửi một lá thư cho trợ lý của Đài thiên văn Berlin, Johann Gottfried Halle (1812-1910), trong đó, đặc biệt, ông viết: “... Hãy chịu khó hướng kính viễn vọng vào chòm sao Bảo Bình. Bạn sẽ tìm thấy một hành tinh có cường độ thứ chín trong phạm vi 1° tính từ điểm hoàng đạo ở kinh độ 326°..."

Khám phá sao Hải Vương trên bầu trời

Vào ngày 23 tháng 9 năm 1846, ngay khi nhận được bức thư, Johann Halle và trợ lý của ông, sinh viên năm cuối Heinrich d'Arre, đã hướng kính viễn vọng tới chòm sao Bảo Bình và phát hiện ra một hành tinh mới thứ tám gần như chính xác ở vị trí mà Le Verrier đã chỉ ra.

Viện Hàn lâm Khoa học Paris đã sớm thông báo rằng một hành tinh mới đã được Urbain Le Verrier phát hiện “ở đầu bút”. Người Anh cố gắng phản đối và yêu cầu công nhận John Adams là người phát hiện ra hành tinh này.

Ai được ưu tiên khám phá - Anh hay Pháp? Ưu tiên của việc khai mạc đã được công nhận đối với... Đức. Các sách tham khảo bách khoa hiện đại cho biết hành tinh Sao Hải Vương được Johann Halle phát hiện vào năm 1846 theo dự đoán lý thuyết của W.Zh.

Le Verrier và J.K.

Hành tinh được phát hiện được đặt tên là Neptune theo tên vị thần biển cả của người La Mã cổ đại (người Hy Lạp cổ đại coi Poseidon ở “vị trí” của thần biển cả). Tất nhiên, cái tên Neptune đã được chọn theo truyền thống, nhưng hóa ra nó khá thành công vì bề mặt của hành tinh này gợi nhớ đến vùng biển xanh, nơi Sao Hải Vương cai trị. Nhân tiện, người ta có thể đánh giá chính xác màu sắc của hành tinh chỉ gần một thế kỷ rưỡi sau khi được phát hiện, khi vào tháng 8 năm 1989, tàu vũ trụ của Mỹ, sau khi hoàn thành chương trình nghiên cứu gần Sao Mộc, Sao Thổ và Sao Thiên Vương, bay qua phía bắc. cực của Sao Hải Vương ở độ cao chỉ 4500 km và truyền hình ảnh của hành tinh này về Trái đất. Cho đến nay, Voyager 2 vẫn là tàu vũ trụ duy nhất nhắm tới vùng lân cận Sao Hải Vương. Đúng, một số thông tin bên ngoài về Sao Hải Vương cũng được thu thập nhờ sự trợ giúp của, mặc dù nó ở trên quỹ đạo gần Trái đất, tức là. trong không gian lân cận.

Hành tinh Sao Hải Vương có thể đã được phát hiện bởi Galileo, người đã chú ý đến nó nhưng lại nhầm nó với một ngôi sao khác thường. Kể từ đó, trong gần hai trăm năm, cho đến năm 1846, một trong những hành tinh khổng lồ của hệ mặt trời vẫn chìm trong bóng tối.

Thông tin chung về sao Hải Vương

Sao Hải Vương, hành tinh thứ tám ở khoảng cách xa Mặt trời, cách ngôi sao khoảng 4,5 tỷ km (30 AU) (tối thiểu 4,456, tối đa 4,537 tỷ km).

Sao Hải Vương, giống như, thuộc nhóm các hành tinh khí khổng lồ. Đường kính xích đạo của nó là 49.528 km, lớn hơn gần bốn lần so với Trái đất (12.756 km). Chu kỳ tự quay quanh trục của nó là 16 giờ 06 phút. Thời kỳ cách mạng quanh Mặt trời tức là. Độ dài một năm trên Sao Hải Vương gần bằng 165 năm Trái Đất. Thể tích của Sao Hải Vương gấp 57,7 lần thể tích Trái đất và khối lượng của nó gấp 17,1 lần Trái đất. Mật độ trung bình của chất này là 1,64 (g/cm³), cao hơn đáng kể so với trên Sao Thiên Vương (1,29 (g/cm³)), nhưng thấp hơn đáng kể so với trên Trái đất (5,5 (g/cm³)). Lực hấp dẫn trên Sao Hải Vương lớn hơn gần một lần rưỡi so với trên Trái đất.

Từ xa xưa cho đến năm 1781, người ta coi Sao Thổ là hành tinh xa nhất. Được phát hiện vào năm 1781, Sao Thiên Vương đã “mở rộng” ranh giới của hệ mặt trời lên một nửa (từ 1,5 tỷ km lên 3 tỷ km).

Nhưng 65 năm sau (1846) Sao Hải Vương được phát hiện và nó đã “mở rộng” ranh giới của hệ mặt trời thêm một lần rưỡi nữa, tức là. lên tới 4,5 tỷ km theo mọi hướng tính từ Mặt trời.

Như chúng ta sẽ thấy sau này, điều này không trở thành giới hạn đối với không gian mà Hệ Mặt trời của chúng ta chiếm giữ. 84 năm sau khi phát hiện ra Sao Hải Vương, vào tháng 3 năm 1930, Clyde Tombaugh người Mỹ đã phát hiện ra một hành tinh khác, quay quanh Mặt trời với khoảng cách trung bình khoảng 6 tỷ km.

Đúng vậy, vào năm 2006, Liên minh Thiên văn Quốc tế đã tước bỏ “danh hiệu” hành tinh của Sao Diêm Vương. Theo các nhà khoa học, Sao Diêm Vương hóa ra quá nhỏ để có được danh hiệu như vậy, và do đó được xếp vào loại sao lùn. Nhưng điều này không làm thay đổi bản chất của vấn đề - dẫu sao, Sao Diêm Vương với tư cách là một thiên thể vũ trụ là một phần của Hệ Mặt trời. Và không ai có thể đảm bảo rằng không còn vật thể vũ trụ nào ngoài quỹ đạo của Sao Diêm Vương có thể trở thành một phần của Hệ Mặt trời với tư cách là các hành tinh. Trong mọi trường hợp, ngoài quỹ đạo của Sao Diêm Vương, không gian chứa đầy nhiều vật thể vũ trụ khác nhau, điều này được xác nhận bởi sự hiện diện của cái gọi là vành đai Edgeworth-Kuiper, kéo dài tới 30-100 AU.

Chúng ta sẽ nói về chiếc thắt lưng này sau (xem phần “Tri thức là sức mạnh”).

Bầu khí quyển và bề mặt của Sao Hải Vương

Khí quyển của sao Hải Vương

Hình phù điêu đám mây sao Hải Vương

Bầu khí quyển của Sao Hải Vương bao gồm chủ yếu là hydro, heli, metan và amoniac. Khí mê-tan hấp thụ phần màu đỏ của quang phổ và truyền màu xanh lam và xanh lục. Đây là lý do tại sao màu bề mặt của Sao Hải Vương có màu xanh lục.

Thành phần của khí quyển như sau:
Thành phần chính: hydro (H 2) 80±3,2%; heli (He) 19±3,2%; mêtan (CH 4) 1,5±0,5%.
Các thành phần tạp chất: acetylene (C 2 H 2), diacetylene (C 4 H 2), ethylene (C 2 H 4) và ethane (C 2 H 6), cũng như carbon monoxide (CO) và nitơ phân tử (N 2) ;

Khí dung: đá amoniac, nước đá, đá amoni hydrosulfua (NH 4 SH), đá metan (? - nghi vấn).
Nhiệt độ: ở mức áp suất 1 bar: 72 K (–201 °C);

ở mức áp suất 0,1 bar: 55 K (–218 °C).

Bắt đầu từ độ cao khoảng 50 km tính từ các lớp bề mặt của khí quyển và xa hơn đến độ cao vài nghìn km, hành tinh này được bao phủ bởi những đám mây ti dạ quang, bao gồm chủ yếu là khí metan đông lạnh (xem ảnh phía trên bên phải). Trong số các đám mây, người ta quan sát thấy sự hình thành giống với các xoáy lốc của khí quyển, tương tự như những gì xảy ra trên Sao Mộc. Những vòng xoáy như vậy xuất hiện dưới dạng các đốm và xuất hiện rồi biến mất theo chu kỳ.

Bầu khí quyển dần dần biến thành chất lỏng và sau đó là vật thể rắn của hành tinh, được cho là chủ yếu bao gồm các chất giống nhau - hydro, heli, metan.

Bầu khí quyển của sao Hải Vương rất năng động: gió rất mạnh thổi vào hành tinh. Nếu chúng ta gọi gió trên Sao Thiên Vương với tốc độ lên tới 600 km/h là bão, thì chúng ta nên gọi gió trên Sao Hải Vương thổi với tốc độ 1000 km/h là gì? Không có gió mạnh hơn trên bất kỳ hành tinh nào khác trong hệ mặt trời.

Các nhà toán học và thiên văn học người Anh John Couch Adams(1819-1892) và James Challis vào năm 1845 đã tính toán vị trí gần đúng của hành tinh. Đồng thời, nhà thiên văn học người Pháp Đô thị Le Verrier(1811 - 1877), sau khi tính toán đã thuyết phục ông bắt đầu tìm kiếm một hành tinh mới. Sao Hải Vương được các nhà thiên văn học nhìn thấy lần đầu tiên vào ngày 23 tháng 9 năm 1846, không xa vị trí được dự đoán độc lập bởi nhà thiên văn học người Anh Adams và người Pháp Le Verrier.

Sao Hải Vương ở rất xa Mặt trời.

Đặc điểm chung của hành tinh Sao Hải Vương

Khối lượng của hành tinh này gấp 17 lần khối lượng Trái đất. Bán kính của hành tinh này là khoảng bốn bán kính Trái đất. Mật độ - Mật độ của Trái đất.

Những chiếc nhẫn đã được phát hiện xung quanh Sao Hải Vương. Chúng mở (bị hỏng), nghĩa là chúng bao gồm các vòm riêng biệt không liên kết với nhau. Các vành đai của Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương có hình dáng tương tự nhau.

Cấu trúc của Sao Hải Vương có lẽ gần giống với Sao Thiên Vương.

Ngược lại, và Sao Hải Vương có thể không có sự phân tầng bên trong rõ ràng. Nhưng rất có thể Sao Hải Vương có lõi rắn nhỏ, có khối lượng bằng Trái đất. Bầu khí quyển của Sao Hải Vương chủ yếu là hydro và heli với một lượng nhỏ khí mêtan (1%). Màu xanh lam của Sao Hải Vương là kết quả của sự hấp thụ ánh sáng đỏ trong khí quyển bởi chất khí này - giống như trên Sao Thiên Vương.

Hành tinh này có bầu khí quyển sấm sét, những đám mây xốp mỏng bao gồm khí mê-tan đông lạnh. Nhiệt độ khí quyển của Sao Hải Vương cao hơn Sao Thiên Vương nên có khoảng 80% H2

Cơm. 1. Thành phần khí quyển của Sao Hải Vương

Sao Hải Vương có nguồn nhiệt bên trong riêng - nó tỏa ra năng lượng gấp 2,7 lần năng lượng nhận được từ Mặt trời. Nhiệt độ bề mặt trung bình của hành tinh là 235°C. Sao Hải Vương hứng chịu những cơn gió mạnh song song với đường xích đạo của hành tinh, những cơn bão lớn và gió lốc. Hành tinh này có tốc độ gió nhanh nhất trong hệ mặt trời, đạt tới 700 km/h. Gió thổi trên Sao Hải Vương theo hướng Tây, ngược với chuyển động quay của hành tinh.

Có những dãy núi và vết nứt trên bề mặt. Vào mùa đông có tuyết nitơ, và vào mùa hè, đài phun nước xuyên qua các vết nứt.

Tàu thăm dò Voyager 2 đã phát hiện ra những cơn lốc xoáy mạnh trên Sao Hải Vương, trong đó tốc độ gió đạt tới tốc độ âm thanh.

Các vệ tinh của hành tinh này có tên là Triton, Nereid, Naiad, Thalassa, Proteus, Despina, Galatea, Larissa. Năm 2002-2005 Năm vệ tinh nữa của Sao Hải Vương được phát hiện. Mỗi cái mới được phát hiện có đường kính 30-60 km.

Vệ tinh lớn nhất của sao Hải Vương là Triton. Nó được phát hiện vào năm 1846 bởi William Lassell. Triton lớn hơn Mặt trăng. Hầu như toàn bộ khối lượng của hệ thống vệ tinh Sao Hải Vương tập trung ở Triton. Nó có mật độ cao: 2 g/cm3.

Vì là một trong những hành tinh không thể nhìn thấy bằng mắt thường nên Sao Hải Vương được phát hiện tương đối gần đây. Xét khoảng cách tới nó, nó đã được quan sát rất gần một lần - vào năm 1989 bởi tàu vũ trụ Voyager 2. Tuy nhiên, những gì chúng ta biết được về khối khí (và băng) khổng lồ này vào thời điểm đó đã tiết lộ nhiều bí mật cũng như lịch sử hình thành của nó.

Mở đầu và đặt tên:

Việc phát hiện ra Sao Hải Vương diễn ra vào thế kỷ 19, mặc dù có bằng chứng cho thấy nó xảy ra trước đó rất lâu. Ví dụ, các bức vẽ của Galileo Galilei ngày 28 tháng 12 năm 1612 và ngày 27 tháng 1 năm 1613 chứa các điểm được vẽ mà ngày nay được biết là tương ứng với vị trí của Sao Hải Vương vào những ngày đó. Tuy nhiên, trong cả hai trường hợp, Galileo đều nhầm lẫn hành tinh này với .

Năm 1821, nhà thiên văn học người Pháp Alexis Bouvard đã công bố các bảng thiên văn. Các quan sát sau đó cho thấy những sai lệch đáng kể so với các bảng biểu mà Bouvard cung cấp, cho thấy rằng một thiên thể chưa được biết đến đang làm nhiễu loạn quỹ đạo của Sao Thiên Vương thông qua tương tác hấp dẫn.

Đài thiên văn Berlin mới trên phố Linden, nơi hành tinh Sao Hải Vương được phát hiện bằng thực nghiệm. Được phép: Leibniz-Viện Vật lý Thiên văn Potsdam.

Năm 1843, nhà thiên văn học người Anh John Couch Adams bắt đầu công việc nghiên cứu quỹ đạo của Sao Thiên Vương bằng cách sử dụng dữ liệu ông thu được và đưa ra một số ước tính khác nhau về quỹ đạo của hành tinh này trong những năm tới. Vào năm 1845 - 1846, Urban Le Verrier, độc lập với Adams, đã thực hiện các phép tính của riêng mình và chia sẻ với Johann Gottfried Halle của Đài thiên văn Berlin. Galle xác nhận sự hiện diện của hành tinh này bằng tọa độ do Le Verrier đưa ra vào ngày 23 tháng 9 năm 1846.

Việc công bố phát hiện này đã vấp phải nhiều tranh cãi vì Le Verrier và Adams cũng tuyên bố mình là người phát hiện ra. Cuối cùng, đã đạt được sự đồng thuận quốc tế trong đó Le Verrier và Adams cùng được công nhận vì những đóng góp của họ cho phát hiện này. Tuy nhiên, việc các nhà sử học đánh giá lại các tài liệu lịch sử liên quan vào năm 1998 đã dẫn đến kết luận rằng Le Verrier chịu trách nhiệm trực tiếp về việc phát hiện ra và xứng đáng được hưởng phần đóng góp lớn hơn cho khám phá này.

Tuyên bố quyền của mình đối với phát hiện này, Le Verrier đề xuất đặt tên hành tinh theo tên mình, nhưng điều này vấp phải sự phản đối gay gắt bên ngoài nước Pháp. Ông cũng đề xuất cái tên Neptune, tên này cuối cùng đã được cộng đồng quốc tế chấp nhận. Điều này phần lớn là do nó phù hợp với danh pháp của các hành tinh khác, tất cả đều được đặt theo tên các vị thần trong thần thoại Hy Lạp-La Mã.

Kích thước, khối lượng và quỹ đạo của Sao Hải Vương:

Với bán kính trung bình 24,622 ± 19 km, Sao Hải Vương là hành tinh lớn thứ tư trong Hệ Mặt trời và nằm ở . Nhưng với khối lượng 1,0243 x 10 26 kg, gấp 17 lần khối lượng Trái đất, nó là hành tinh nặng thứ ba, trước Sao Thiên Vương. Hành tinh này có độ lệch tâm quỹ đạo rất nhỏ là 0,0086 và bán kính quỹ đạo ở điểm cận nhật là 29,81 đơn vị thiên văn (4,459 x 10 9 km), và ở điểm viễn nhật là 30,33 đơn vị thiên văn (4,537 x 10 9 km).


So sánh kích thước của Sao Hải Vương và Trái Đất. Tín dụng: NASA

Hành tinh Sao Hải Vương mất 16 giờ 6 phút 36 giây (0,6713 ngày Trái đất) để hoàn thành một vòng quanh trục của nó (một vòng thiên văn) và 164,8 năm Trái đất để hoàn thành một quỹ đạo quanh Mặt trời. Điều này có nghĩa là một ngày trên Sao Hải Vương kéo dài 67% ngày trên Trái Đất, trong khi một năm Sao Hải Vương tương đương với khoảng 60.190 ngày Trái Đất (hoặc 89.666 ngày Sao Hải Vương).
Vì độ nghiêng trục của Sao Hải Vương (28,32°) tương tự như độ nghiêng trục của Trái đất (~23°) và (~25°), hành tinh này trải qua những thay đổi khí hậu theo mùa. Kết hợp với chu kỳ quỹ đạo dài của nó, điều này có nghĩa là các mùa của Sao Hải Vương kéo dài 40 năm Trái Đất. Ngoài ra, do độ nghiêng trục của nó tương đương với Trái đất, nên thực tế là sự thay đổi độ dài ngày trong suốt cả năm không quá lớn so với trên Trái đất.

Quỹ đạo của Sao Hải Vương cũng có ảnh hưởng mạnh mẽ đến khu vực phía sau quỹ đạo của nó được gọi là Vành đai Kuiper (còn gọi là "vành đai xuyên Sao Hải Vương"). Theo cách tương tự, nó thống trị, định hình cấu trúc của nó, giống như lực hấp dẫn của Sao Hải Vương thống trị Vành đai Kuiper. Trong thời gian tồn tại của Hệ Mặt trời, một số khu vực của Vành đai Kuiper bị mất ổn định bởi lực hấp dẫn của hành tinh Sao Hải Vương, tạo ra những khoảng trống trong cấu trúc của Vành đai Kuiper.

Ngoài ra, trong các vùng trống này còn có các quỹ đạo chứa các vật thể có tuổi bằng . Những cộng hưởng này xảy ra khi chu kỳ quỹ đạo của Sao Hải Vương bằng một phần chính xác của chu kỳ quỹ đạo của vật thể, nghĩa là chúng hoàn thành một phần quỹ đạo trong suốt quỹ đạo đầy đủ của Sao Hải Vương. Cộng hưởng lớn nhất ở Vành đai Kuiper, với hơn 200 vật thể, là cộng hưởng 2:3.

Các vật thể trong sự cộng hưởng này di chuyển 2 quỹ đạo trong mỗi 3 quỹ đạo của Sao Hải Vương và được gọi là plutino vì vật thể lớn nhất được biết đến nằm trong số đó. Mặc dù Sao Diêm Vương thường xuyên đi qua quỹ đạo của Sao Hải Vương nhưng chúng không bao giờ có thể va chạm do sự cộng hưởng 2:3.

Hành tinh Sao Hải Vương có một số vật thể Trojan đã biết chiếm giữ các điểm Lagrange L4 và L5 - vùng ổn định lực hấp dẫn ở phía trước và phía sau Sao Hải Vương trong quỹ đạo của nó. Một số Trojan của Sao Hải Vương có quỹ đạo ổn định đáng kể và có khả năng được hình thành cùng với Sao Hải Vương chứ không phải bị nó bắt giữ.

Thành phần của hành tinh Sao Hải Vương:

Do kích thước nhỏ hơn và nồng độ chất dễ bay hơi cao hơn so với Sao Mộc và Sao Thổ, hành tinh Sao Hải Vương (giống như Sao Thiên Vương) thường được gọi là hành tinh băng khổng lồ, một phân lớp của các hành tinh khổng lồ. Cũng giống như Sao Thiên Vương, cấu trúc bên trong của Sao Hải Vương có thể được chia đại khái thành các lớp khác nhau: lõi đá bao gồm silicat và kim loại, lớp phủ chứa nước, amoniac và metan ở dạng băng và bầu khí quyển bao gồm khí hydro, heli và metan.

Lõi của Sao Hải Vương được làm từ sắt, niken và silicat và các nhà khoa học tin rằng nó chứa khối lượng gấp 1,2 lần Trái đất. Áp suất ở tâm lõi, theo các nhà khoa học, là 7 Mbar (700 GPa), cao gấp đôi ở tâm Trái đất và nhiệt độ ở tâm hành tinh Sao Diêm Vương đạt tới 5400 Kelvin. Ở độ sâu 7.000 km, các điều kiện có thể khiến khí mê-tan chuyển hóa thành tinh thể kim cương rơi xuống dưới dạng đá.

Lớp phủ chứa 10-15 khối lượng Trái đất và rất giàu nước, amoniac và metan. Hỗn hợp này được gọi là nước đá, mặc dù nó thực sự là một chất lỏng nóng, đậm đặc và đôi khi được gọi là "đại dương nước amoniac". Trong khi đó, bầu khí quyển chứa 5-10% khối lượng hành tinh và mở rộng 10-20% về phía lõi, nơi nó đạt áp suất khoảng 10 GPa - gấp 100.000 lần áp suất của bầu khí quyển Trái đất.


Cấu trúc bên trong của hành tinh Sao Hải Vương. Tín dụng: NASA

Nồng độ metan, amoniac và nước tăng cao được tìm thấy ở tầng khí quyển thấp hơn. Không giống như Sao Thiên Vương, hành tinh Sao Hải Vương có đại dương lớn hơn bên trong, trong khi Sao Thiên Vương có lớp vỏ nhỏ hơn.

Bầu khí quyển của hành tinh Sao Hải Vương:

Ở độ cao lớn, bầu khí quyển của Sao Hải Vương có 80% hydro và 19% heli, cùng với dấu vết của khí mê-tan. Giống như Sao Thiên Vương, sự hấp thụ ánh sáng đỏ bởi khí mêtan trong khí quyển là một phần nguyên nhân khiến Sao Hải Vương có màu xanh lam, mặc dù Sao Hải Vương tối hơn và sáng hơn. Vì Sao Hải Vương giống với Sao Thiên Vương về hàm lượng khí mê-tan trong khí quyển, nên các nhà khoa học tin rằng một số thành phần khí quyển chưa được biết đến góp phần tạo nên màu sắc đậm hơn của Sao Hải Vương.

Bầu khí quyển của Sao Hải Vương được chia thành hai vùng chính: tầng đối lưu phía dưới, nơi nhiệt độ giảm theo độ cao và tầng bình lưu, nơi áp suất đạt tới 0,1 bar (10 kPa). Tầng bình lưu sau đó được thay thế bằng tầng nhiệt với áp suất 10 -5 - 10 -4 bar (1-10 Pa), dần dần biến thành tầng ngoài.

Phân tích quang phổ của Sao Hải Vương cho thấy tầng bình lưu phía dưới của nó bị mờ do sự ngưng tụ các sản phẩm của sự tương tác giữa bức xạ cực tím và metan (quang phân), tạo ra các hợp chất ethane và acetylene. Tầng bình lưu cũng chứa một lượng nhỏ carbon monoxide và xyanua, nguyên nhân khiến tầng bình lưu của hành tinh Sao Hải Vương ấm hơn tầng bình lưu của hành tinh Sao Thiên Vương.


Một hình ảnh tương phản với màu sắc được thay đổi, nhấn mạnh các đặc điểm của bầu khí quyển Sao Hải Vương, bao gồm cả tốc độ gió. Nhà cung cấp hình ảnh: Erich Karkoschka.

Vì những lý do vẫn chưa rõ ràng, tầng nhiệt của hành tinh này có nhiệt độ cao bất thường khoảng 750 Kelvin (476,85 °C). Hành tinh này quá xa Mặt trời để lượng nhiệt này được tạo ra bởi bức xạ cực tím của nó, điều đó có nghĩa là có một cơ chế làm nóng khác có liên quan, có thể là sự tương tác của khí quyển với các ion trong từ trường của hành tinh hoặc sóng hấp dẫn từ bên trong hành tinh. tiêu tan vào khí quyển.

Vì Sao Hải Vương không phải là vật thể rắn nên bầu khí quyển của nó chịu sự quay vi sai. Vùng xích đạo rộng quay với chu kỳ khoảng 18 giờ, chậm hơn tốc độ quay 16,1 giờ của từ trường hành tinh. Ngược lại, xu hướng ngược lại được quan sát thấy ở các vùng cực, nơi có chu kỳ quay là 12 giờ.

Sự quay khác biệt này là rõ ràng nhất so với bất kỳ hành tinh nào trong Hệ Mặt trời và dẫn đến sự cắt gió theo vĩ độ mạnh và các cơn bão hủy diệt. Ba trong số những cơn bão ngoạn mục nhất được phát hiện vào năm 1989 bởi tàu thăm dò không gian Voyager 2 và sau đó được đặt tên dựa trên hình dáng của chúng.

Đầu tiên trong số này là một xoáy nghịch khổng lồ có kích thước 13.000 x 6.600 km và giống như Vết Đỏ Lớn của Sao Mộc. Được gọi là Vết tối lớn, cơn bão này không còn được phát hiện 5 năm sau (ngày 2 tháng 11 năm 1994), khi Kính viễn vọng Không gian Hubble quan sát hành tinh này. Thay vào đó, một cơn bão mới, rất giống với cơn bão trước, được phát hiện ở bán cầu bắc của hành tinh, cho thấy những cơn bão này có tuổi thọ ngắn hơn các cơn bão trên Sao Mộc.


Tái tạo các hình ảnh của Du hành 2 cho thấy Vết tối lớn (trên cùng bên trái), Xe tay ga (giữa) và Vết tối nhỏ hơn (phía dưới bên phải). Tín dụng: NASA/JPL.

Scooter là một cơn bão khác, một nhóm mây trắng nằm xa hơn về phía nam của Vết Tối Lớn. Biệt danh này xuất hiện lần đầu tiên trong những tháng Du hành 2 ở gần hành tinh này vào năm 1989, khi nó quan sát thấy một nhóm mây di chuyển với tốc độ nhanh hơn Vết Tối Lớn.

Vết tối nhỏ hơn, một cơn bão phía nam, là cơn bão mạnh thứ hai trên Sao Hải Vương được quan sát thấy vào năm 1989. Ban đầu trời hoàn toàn tối, nhưng khi Du hành 2 đến gần hành tinh này, lõi sáng phát triển và có thể nhìn thấy được trong những hình ảnh có độ phân giải cao nhất.

Các mặt trăng của hành tinh Hải Vương:

Sao Hải Vương có 14 vệ tinh tự nhiên (mặt trăng) đã biết, tất cả trừ một vệ tinh được đặt theo tên các vị thần biển Hy Lạp-La Mã (S/2004 N 1 hiện không được đặt tên). Những vệ tinh này được chia thành hai nhóm - vệ tinh đều đặn và không đều - dựa trên quỹ đạo và khoảng cách của chúng với Sao Hải Vương. Các vệ tinh thường xuyên của Sao Hải Vương là Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa, S/2004 N 1 và Proteus. Những vệ tinh này gần hành tinh nhất và di chuyển theo quỹ đạo tròn theo hướng chuyển động quanh trục Sao Hải Vương của chúng và nằm trong mặt phẳng xích đạo của hành tinh.

Chúng trải dài từ 48.227 km (Niad) đến 117.646 km (Proteus) tính từ Sao Hải Vương, và tất cả ngoại trừ hai hành tinh ngoài cùng, S/2004 N 1 và Proteus, di chuyển trên quỹ đạo của chúng chậm hơn chu kỳ quỹ đạo 0,6713 ngày Trái Đất. Dựa trên dữ liệu quan sát và mật độ ước tính, các vệ tinh này có kích thước và khối lượng từ 96 x 60 x 52 km và 1,9 x 10^17 kg (Naiad) đến 436 x 416 x 402 km và 50,35 x 10^17 kg (Proteus).


Hình ảnh tổng hợp này từ Kính viễn vọng Không gian Hubble cho thấy vị trí của mặt trăng mới được phát hiện, được chỉ định là S/2004 N 1, trên quỹ đạo quanh hành tinh khổng lồ Sao Hải Vương, cách Trái đất 4,8 tỷ km. Nhà cung cấp hình ảnh: NASA, ESA và M. Showalter (Viện SETI).

Ngoại trừ Larissa và Proteus là hai mặt trăng tròn nhất, tất cả các mặt trăng bên trong của Sao Hải Vương đều có hình thon dài. Quang phổ của chúng cho thấy chúng bao gồm nước đá bị nhiễm vật chất tối hơn, có thể là các hợp chất hữu cơ. Về mặt này, các mặt trăng bên trong của Sao Hải Vương rất giống với các mặt trăng của Sao Thiên Vương.

Các mặt trăng còn lại của Sao Hải Vương là các mặt trăng không đều, bao gồm cả Triton. Chúng chủ yếu di chuyển theo quỹ đạo nghiêng lệch tâm và thường nghịch hành (ngược lại với chuyển động quay của hành tinh trên trục của nó) ra khỏi Sao Hải Vương. Ngoại lệ duy nhất là Triton, nó quay gần hành tinh hơn và chuyển động theo quỹ đạo tròn, mặc dù nghịch hành và nghiêng.

Theo thứ tự khoảng cách với hành tinh, các vệ tinh dị hình là Triton, Nereid, Halimeda, Sao, Laomedea, Neso và Psamapha - một nhóm bao gồm các vật thể nghịch hành và thuận hành (di chuyển cùng hướng với thiên thể hút). Ngoại trừ Triton và Nereid, các mặt trăng dị hình của Sao Hải Vương tương tự như các hành tinh khổng lồ khác và được cho là đã bị bắt giữ bởi lực hấp dẫn trong quá khứ.

Về kích thước và khối lượng, các vệ tinh không đều đều tương tự nhau, có đường kính khoảng 40 km và khối lượng 4 x 10^16 kg (Psamapha) đến 62 km và 16 x 10^16 kg (Halimeda). Triton và Nereid là những vệ tinh dị thường bất thường và do đó được coi riêng biệt với năm vệ tinh dị thường khác của Sao Hải Vương. Có bốn điểm khác biệt được ghi nhận giữa hai vệ tinh này và các vệ tinh không đều khác.

Trước hết, chúng là hai vệ tinh dị hình lớn nhất trong Hệ Mặt trời. Triton gần như lớn hơn tất cả các vệ tinh dị hình đã biết khác và chứa hơn 99,5% khối lượng của tất cả các vệ tinh đã biết quay quanh Sao Hải Vương, bao gồm các vành đai của hành tinh và 13 vệ tinh đã biết khác.


Hình ảnh khảm màu của Triton được chụp bởi Voyager 2 năm 1989. Nhà cung cấp hình ảnh: NASA/JPL/USGS.

Thứ hai, cả hai đều có trục bán lớn nhỏ không điển hình; Triton có độ lớn nhỏ hơn so với các vệ tinh dị hình đã biết khác. Thứ ba, cả hai đều có độ lệch tâm quỹ đạo bất thường: Nereid có một trong những quỹ đạo lệch tâm nhất so với bất kỳ vệ tinh không đều nào được biết đến, trong khi quỹ đạo của Triton gần như hình tròn. Cuối cùng, Nereid có độ nghiêng quỹ đạo thấp nhất so với bất kỳ vệ tinh dị hình nào được biết đến.

Với đường kính trung bình khoảng 2.700 km và khối lượng 214.080 ± 520 x 10^17 kg, Triton là mặt trăng lớn nhất của Sao Hải Vương và là mặt trăng duy nhất đủ lớn để đạt được trạng thái cân bằng thủy tĩnh (nghĩa là có dạng hình cầu). Triton nằm ở khoảng cách 354.759 km tính từ Sao Hải Vương giữa các vệ tinh bên trong và bên ngoài.

Triton di chuyển theo quỹ đạo gần như tròn ngược và chủ yếu bao gồm các băng nitơ, metan, carbon dioxide và nước. Với suất phản chiếu hình học trên 70% và suất phản chiếu Bond là 90%, vệ tinh này là một trong những vật thể sáng nhất trong Hệ Mặt trời. Bề mặt của nó có màu hơi đỏ, do sự tương tác của bức xạ cực tím và khí mê-tan, dẫn đến việc tạo ra tholins (chất hữu cơ trong quang phổ của các vật thể băng giá trong Hệ Mặt trời của chúng ta).

Đặc điểm của sao Hải Vương:(Các mục không có liên kết đang được phát triển)

  • Sự thật thú vị về N.
  • Mật độ N
  • Trọng lực N
  • Massa N.
  • Độ nghiêng trục quay N.
  • Kích thước N
  • Bán kính N
  • Nhiệt độ N
  • N. so với Trái Đất
Quỹ đạo và chuyển động quay của sao Hải Vương:
  • Một ngày ở N. dài bao nhiêu?
  • Khoảng cách từ Trái Đất tới N.
  • Quỹ đạo N.
  • Một năm ở N. dài bao nhiêu?
  • Mất bao lâu để Trái đất hoàn thành một vòng quay quanh Mặt trời?
  • Khoảng cách từ Mặt Trời đến N.
Các vệ tinh tự nhiên (mặt trăng) của N. và các vành đai:
  • N. có bao nhiêu mặt trăng (vệ tinh tự nhiên)?
  • Nhẫn N.
  • Nereid
  • Triton
  • Naiad
Câu chuyện của Neptune:
  • Ai đã phát hiện ra N.?
  • Làm thế nào N. có được tên của nó?
  • Ký hiệu N
Bề mặt và cấu trúc của Sao Hải Vương:
  • Khí quyển N
  • Tsvet N.
  • Thời tiết ở N.
  • Bề mặt N
  • Bộ sưu tập ảnh N.
  • Cuộc sống trên N.
  • 10 sự thật thú vị về N.
  • Sao Diêm Vương và N.
  • Sao Thiên Vương và N.

Hành tinh Sao Hải Vương được Galileo Galilei chú ý lần đầu tiên vào năm 1612. Tuy nhiên, chuyển động của thiên thể quá chậm nên nhà khoa học coi đó là một ngôi sao bình thường. Việc phát hiện ra Sao Hải Vương là một hành tinh chỉ diễn ra hai thế kỷ sau - vào năm 1846. Nó xảy ra một cách tình cờ. Các chuyên gia đã nhận thấy một số điều kỳ lạ trong chuyển động của Sao Thiên Vương. Sau một loạt tính toán, rõ ràng là những sai lệch quỹ đạo như vậy chỉ có thể xảy ra dưới tác động của lực hút của các thiên thể lớn lân cận. Đây là cách hành tinh Neptune bắt đầu lịch sử vũ trụ của nó, điều mà nó đã được tiết lộ cho nhân loại.

"Thần biển" ngoài vũ trụ

Nhờ màu xanh đáng kinh ngạc của nó, hành tinh này được đặt theo tên của người cai trị biển và đại dương La Mã cổ đại - Sao Hải Vương. Cơ thể vũ trụ là hành tinh thứ tám trong Thiên hà của chúng ta, nó nằm xa hơn các hành tinh khác tính từ Mặt trời.

Sao Hải Vương đi cùng với nhiều vệ tinh. Nhưng chỉ có hai cái chính - Triton và Nereid. Đầu tiên, là vệ tinh chính, có những đặc điểm riêng biệt:

  • Triton– một vệ tinh khổng lồ, trong quá khứ – một hành tinh độc lập;
  • đường kính 2.700 km;
  • là vệ tinh bên trong duy nhất có chuyển động ngược lại, tức là di chuyển không ngược chiều kim đồng hồ mà dọc theo nó;
  • tương đối gần với hành tinh của nó - chỉ 335.000 km;
  • có bầu khí quyển và các đám mây riêng bao gồm khí mê-tan và nitơ;
  • bề mặt được bao phủ trong khí đông lạnh, chủ yếu là nitơ;
  • Các vòi phun nitơ phun trào trên bề mặt, độ cao đạt tới 10 km.

Các nhà thiên văn học cho rằng trong 3,6 tỷ năm nữa Triton sẽ biến mất vĩnh viễn. Nó sẽ bị phá hủy bởi trường hấp dẫn của Sao Hải Vương, biến nó thành một vòng quay quanh hành tinh khác.

Nereid cũng có những phẩm chất phi thường:

  • có hình dạng không đều;
  • là chủ sở hữu của một quỹ đạo rất dài;
  • đường kính 340 km;
  • khoảng cách tới Sao Hải Vương là 6,2 triệu km;
  • Một cuộc cách mạng trên quỹ đạo của nó mất 360 ngày.

Có ý kiến ​​cho rằng Nereid trước đây là một tiểu hành tinh nhưng đã rơi vào bẫy hấp dẫn của Sao Hải Vương và vẫn nằm trong quỹ đạo của nó.

Các tính năng đặc biệt và sự thật thú vị về hành tinh sao Hải Vương

Không thể nhìn thấy Sao Hải Vương bằng mắt thường, nhưng nếu bạn biết chính xác vị trí của hành tinh này trên bầu trời đầy sao, thì bạn có thể chiêm ngưỡng nó bằng ống nhòm cực mạnh. Nhưng để có một nghiên cứu hoàn chỉnh, cần có thiết bị nghiêm túc. Việc thu thập và xử lý thông tin về Sao Hải Vương là một quá trình khá phức tạp. Những sự thật thú vị được thu thập về hành tinh này cho phép bạn tìm hiểu thêm:

Khám phá Sao Hải Vương là một quá trình tốn nhiều công sức. Do cách Trái đất rất xa nên dữ liệu từ kính thiên văn có độ chính xác thấp. Việc nghiên cứu hành tinh này chỉ có thể thực hiện được sau khi có sự ra đời của kính thiên văn Hubble và các kính thiên văn trên mặt đất khác.

Ngoài ra, Sao Hải Vương, được khám phá bằng tàu vũ trụ Voyager 2. Đây là thiết bị duy nhất có thể đến gần điểm này nhất trong hệ mặt trời.

Đặc điểm của hành tinh:

  • Khoảng cách từ mặt trời: 4.496,6 triệu km
  • Đường kính hành tinh: 49.528 km*
  • Ngày trên hành tinh: 16h 06 phút**
  • Năm trên hành tinh: 164,8 năm***
  • t° trên bề mặt: °C
  • Bầu không khí: Được tạo thành từ hydro, heli và metan
  • Vệ tinh: 14

* đường kính dọc theo đường xích đạo của hành tinh
**chu kỳ tự quay quanh trục của nó (tính theo ngày Trái đất)
***chu kỳ quỹ đạo quay quanh Mặt trời (tính theo ngày Trái đất)

Sao Hải Vương là hành tinh cuối cùng trong số bốn hành tinh khí khổng lồ thuộc hệ mặt trời. Nó đứng ở vị trí thứ tám về khoảng cách từ mặt trời. Vì có màu xanh lam, hành tinh này được đặt tên để vinh danh người cai trị đại dương La Mã cổ đại - Sao Hải Vương. Hành tinh này có 14 vệ tinh hiện được biết đến và 6 vòng.

Trình bày: hành tinh Neptune

Cấu trúc hành tinh

Khoảng cách quá xa đến Sao Hải Vương không cho phép chúng ta thiết lập chính xác cấu trúc bên trong của nó. Các tính toán toán học đã xác định rằng đường kính của nó là 49.600 km, gấp 4 lần đường kính Trái đất, gấp 58 lần về thể tích, nhưng do mật độ thấp (1,6 g/cm3) nên khối lượng của nó chỉ bằng 17 lần Trái đất.

Sao Hải Vương có thành phần chủ yếu là băng và thuộc nhóm băng khổng lồ. Theo tính toán, tâm hành tinh là một lõi rắn, có đường kính lớn gấp 1,5-2 lần đường kính Trái đất. Cơ sở của hành tinh là một lớp băng mêtan, nước và amoniac. Nhiệt độ cơ bản dao động từ 2500-5500 độ C. Mặc dù nhiệt độ cao như vậy nhưng băng vẫn ở trạng thái rắn, điều này là do áp suất cao trong lòng hành tinh, cao hơn hàng triệu lần so với trên Trái đất. Các phân tử bị ép chặt vào nhau đến mức chúng bị nghiền nát và vỡ thành các ion và electron.

Khí quyển của hành tinh

Bầu khí quyển của Sao Hải Vương là lớp vỏ khí bên ngoài của hành tinh, độ dày của nó xấp xỉ 5000 km, thành phần chính của nó là hydro và heli. Không có ranh giới được xác định rõ ràng giữa khí quyển và lớp băng; mật độ tăng dần dưới khối lượng của các lớp trên. Càng gần bề mặt, các chất khí dưới áp suất biến thành các tinh thể, ngày càng nhiều và sau đó những tinh thể này biến đổi hoàn toàn thành lớp vỏ băng. Độ sâu của lớp chuyển tiếp khoảng 3000 km

Mặt trăng của hành tinh Neptune

Vệ tinh đầu tiên của Sao Hải Vương được William Lassell phát hiện vào năm 1846 gần như đồng thời với hành tinh này và được đặt tên là Triton. Trong tương lai, tàu vũ trụ Voyager 2 đã nghiên cứu kỹ vệ tinh này và thu được những hình ảnh thú vị trong đó có thể nhìn thấy rõ các hẻm núi và đá, hồ băng và amoniac, cũng như các mạch nước phun núi lửa bất thường. Vệ tinh Triton khác với các vệ tinh khác ở chỗ nó cũng có chuyển động ngược theo hướng quỹ đạo của nó. Điều này khiến các nhà khoa học suy đoán rằng Triton trước đây không liên quan đến Sao Hải Vương và được hình thành bên ngoài ảnh hưởng của hành tinh này, có lẽ ở dải Kuiper, rồi bị “bắt” bởi lực hấp dẫn của Sao Hải Vương. Một vệ tinh khác của Sao Hải Vương, Nereid, được phát hiện muộn hơn nhiều vào năm 1949, và trong sứ mệnh không gian tới bộ máy Du hành 2, một số vệ tinh nhỏ của hành tinh này đã được phát hiện cùng một lúc. Thiết bị tương tự cũng phát hiện ra toàn bộ hệ thống các vòng sáng mờ của Sao Hải Vương. Hiện tại, vệ tinh cuối cùng được phát hiện là Psamapha vào năm 2003 và hành tinh này có tổng cộng 14 vệ tinh đã biết.